SMD LED LTST-C930KAKT データシート - AlInGaP レッドオレンジ - 30mA - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動組立プロセス向けに設計された高輝度表面実装LEDの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、先進的なAlInGaP半導体技術を採用し、レッドオレンジ色の発光を実現します。スペース、効率、安定した光出力が重要な、幅広い現代の電子機器アプリケーションにおける信頼性と性能のために設計されています。

1.1 特長

• RoHS環境指令に準拠。
• 最適な光配光のためのドームレンズを採用。
• 高発光効率を実現する超高輝度AlInGaPチップを採用。
• 自動実装機向けに、業界標準の8mmテープ（7インチリール）に梱包。
• パッケージはEIA規格に準拠。
• 集積回路との互換性を考慮した設計（I.C.互換）。
• 自動実装装置での使用に適しています。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えます。

1.2 用途

This LED is suitable for diverse applications including:

• 通信機器、オフィスオートメーションシステム、家電製品、産業用制御パネル。
• キーパッドおよびキーボードのバックライト。
• ステータスおよび電源インジケータ。
• マイクロディスプレイおよびパネルインジケータ。
• 信号およびシンボル照明。

2. パッケージ外形寸法と構成

本デバイスは標準的な表面実装パッケージを採用しています。特に重要な寸法は長さ、幅、高さであり、特に指定がない限り標準公差は±0.1mmです。レンズはウォータークリアで、光源色はAlInGaPレッドオレンジです。PCBレイアウトの設計プロセスにおいて、全ての重要寸法を規定した詳細な機械図面は必須の要素です。

3. 技術パラメータと特性

特に記載がない限り、定格および特性は周囲温度（Ta）25°Cで定義されています。

3.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。

• 電力損失：75 mW
• ピーク順電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス）：80 mA
• 連続DC順電流：30 mA
• 逆電圧：5 V
• 動作温度範囲：-30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲：-40°C ～ +85°C
• 赤外線はんだ付け条件：最大10秒間、260°C。

3.2 推奨IRリフロープロファイル

鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセスでは、ピーク温度260°C、最大10秒間のリフロープロファイルを推奨します。プロファイルには、部品およびプリント基板への熱ストレスを最小限に抑えるために、適切な予熱段階と冷却段階を含める必要があります。

3.3 電気的・光学的特性

標準試験条件（IF=20mA）下で測定された代表的な性能パラメータ。

• 光度（Iv）：300 mcd（最小）、1050 mcd（代表値）
• 指向角（2θ1/2）：25度
• ピーク発光波長（λP）：621 nm（代表値）
• 主波長（λd）：615 nm（代表値）
• スペクトル半値幅（Δλ）：18 nm（代表値）
• 順方向電圧（VF）：2.0 V（代表値）、2.4 V（最大）
• 逆電流（IR）：VR=5V時、10 μA（最大）

測定に関する注記：光度は、CIE明所視感度曲線に近似したセンサー・フィルター組み合わせを用いて測定されます。指向角は、光度が軸上の値の半分に低下するオフ軸角度として定義されます。主波長はCIE色度座標から導出されます。

3.4 静電気放電（ESD）に関する注意

本デバイスは静電気放電に敏感です。損傷を防ぐため、接地されたリストストラップや帯電防止手袋の使用、全ての装置および作業台が適切に接地されていることを確認するなど、適切なESD取り扱い手順に従わなければなりません。

4. ビン区分システム

生産における色と輝度の一貫性を確保するため、デバイスは光度に基づいてビンに分類されます。

4.1 光度ビンコード

レッドオレンジ色、20mAで測定。各ビン内の許容差は+/-15%。

• R: 112.0 - 180.0 mcd
• S: 180.0 - 280.0 mcd
• T: 280.0 - 450.0 mcd
• U: 450.0 - 710.0 mcd
• V: 710.0 - 1120.0 mcd
• W: 1120.0 - 1800.0 mcd
• X: 1800.0 - 2800.0 mcd
• Y: 2800.0 - 4500.0 mcd

このビニングにより、設計者は特定のアプリケーションに適した輝度グレードを選択し、コストと性能要件のバランスを取ることができます。

5. 代表的な性能曲線

グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動についてより深い洞察を提供します。主な曲線には通常以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が駆動電流と共にどのように増加するかを示し、非線形関係と電流制御の重要性を強調します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の熱的デレーティングを示し、高温環境で動作する設計において極めて重要です。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのIV特性を示し、電流制限回路の設計に不可欠です。
• スペクトル分布：相対放射パワー対波長のプロットで、621nm付近を中心としたAlInGaP LEDに特徴的な狭い発光帯を示します。

これらの曲線を分析することで、エンジニアは実使用時の性能を予測し、熱的影響を管理し、効率と寿命のために駆動回路を最適化することができます。

6. ユーザーガイドと取り扱い説明

6.1 洗浄

指定されていない化学洗浄剤はLEDパッケージを損傷する可能性があります。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、室温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールにLEDを1分未満浸漬してください。特に認定されていない限り、強力な溶剤や超音波洗浄は避けてください。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

適切なはんだ接合の形成、機械的安定性、および放熱を確保するために、PCBの推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。この設計に従うことで、トゥームストーニングを最小限に抑え、リフロー後の信頼性の高い電気的接続を確保できます。

6.3 テープおよびリール梱包仕様

部品は、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに梱包されて供給されます。主な梱包詳細は以下の通りです：

• リール直径：7インチ。
• ポケットピッチ：8mmテープ用に定義。
• リールあたりの数量：1500個（標準フルリール）。
• 最小梱包数量：残数リールの場合500個。
• 欠品部品：連続する空ポケットは最大2個まで許容。
• 規格：梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠。

この梱包は、標準的な自動表面実装技術（SMT）組立装置と互換性があります。

7. 重要な注意事項とアプリケーションノート

7.1 想定用途

このLEDは、標準的な商業用および民生用電子機器での使用を想定して設計されています。故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置、輸送安全システム）には使用を意図していません。そのような高信頼性用途については、コンサルテーションが必要です。

7.2 保管条件

未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管。乾燥剤入り防湿バッグ内での保存寿命は1年です。
開封済みパッケージ：防湿バッグから取り出した部品については、保管環境は30°C、60% RHを超えてはなりません。部品は1週間以内にIRリフローを行う必要があります（湿気感受性レベル3、MSL 3）。1週間を超えて保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。バッグから出して1週間以上保管された部品は、リフロー中のポップコーン現象を防ぐために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングする必要があります。

7.4 はんだ付けガイドライン

詳細なはんだ付けパラメータは信頼性にとって重要です。

• リフローはんだ付け（推奨）：
  • 予熱温度：150-200°C
  • 予熱時間：最大120秒。
  • ピーク温度：最大260°C。
  • 液相線以上時間：最大10秒。
  • 通過回数：最大2回のリフローサイクル。
• 手はんだ付け（はんだごて）：
  • はんだごて先温度：最大300°C。
  • 接触時間：パッドあたり最大3秒。
  • 修理回数：1回のみ。

最適なリフロープロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに依存します。提供されたパラメータはJEDEC標準に基づいており、信頼性の高い出発点として機能します。特定の組立ラインでの特性評価を推奨します。

7.5 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に接続する場合に均一な輝度を確保するには、各LEDに直列に電流制限抵抗を配置する必要があります。電流制御なしで電圧源から直接LEDを駆動すると、デバイスごとの順方向電圧（VF）の自然なばらつきにより、輝度の不均一や過電流による損傷の可能性があります。直列抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 希望電流。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

8.1 熱管理

電力損失は75mWと比較的低いですが、特に高温環境下や最大電流で駆動する場合、長期信頼性と安定した光出力を維持するためには、PCB上での効果的な熱管理が重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することが放熱に役立ちます。

8.2 光学設計

25度の指向角は比較的集光されたビームを提供します。より広い照明が必要なアプリケーションでは、導光板や拡散板などの二次光学部品が必要になる場合があります。ウォータークリアレンズは、LEDチップ自体が見えないアプリケーション、またはカラーミキシングが使用されるアプリケーションに適しています。

8.3 回路保護

直列電流制限抵抗に加えて、電源接続がユーザーアクセス可能な場合は逆極性保護の組み込みを検討してください。電気的にノイズの多い環境では、トランジェント電圧サプレッション（TVS）ダイオードやその他の保護回路が必要になる場合があります。

9. 技術と動作原理

このLEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料に基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これは直接発光波長に対応します。この場合、レッドオレンジスペクトル（約615-621 nm）です。AlInGaP技術は、高い内部量子効率と赤から琥珀色の範囲での優れた性能で知られており、GaAsPなどの旧来技術と比較して優れた輝度と安定性を提供します。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: このLEDを30mAで連続駆動できますか？
A: はい、30mAは定格最大連続DC順電流です。最適な寿命のためには、代表的な20mA試験条件以下での駆動が推奨されることが多いです。

Q: 5V電源で使用する場合、抵抗値はいくつにすべきですか？
A: 代表的なVF 2.0V、希望電流20mAを使用すると：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150オーム。標準の150Ω抵抗が適しています。常に最大VF（2.4V）を使用して計算し、アプリケーションに十分な最小電流が確保されるようにしてください。

Q: 温度は輝度にどのように影響しますか？
A: 接合温度が上昇すると光度は低下します。性能曲線はこのデレーティングを示しています。適切な放熱対策と、高温環境での最大電流での動作を避けることが、安定した出力を維持する鍵です。

Q: このLEDはパルス動作に適していますか？
A: はい、低デューティサイクル（1/10）、短いパルス幅（0.1ms）で80mAのピーク順電流を扱うことができます。これはマルチプレクシングや、知覚されるより高い輝度を得るために使用できます。